第1课时 细胞周期和有丝分裂的过程

第1节 细胞的增殖

第1课时 细胞周期和有丝分裂的过程 内容标准要求 核心素养对接

学业质量水平 1.简述细胞的生长和增殖

的周期性。

2.概述细胞的有丝分裂过

程。

3.运用模型解释细胞表面

积与体积的关系。 1.生命观念——通过对细胞周期的学

习，认识到生命活动的周期性。 水平一

2.科学思维——分析与综合：对比分析有丝分裂各时期的特点，掌握有丝分裂过程。构建染色体和DNA 数量变化模型。 水平二

3.科学探究——运用模型解释细胞表

面积与体积的关系。

水平一 研读教材·梳理探究

细胞大小与物质运输的关系

———————————————知识梳理———————————————

1.多细胞生物生长的原因 ⎭

⎬⎫细胞生长―→增大细胞体积细胞分裂―→增加细胞数量―→个体生长 2.决定器官大小的原因

器官大小主要决定于细胞数量的多少。

物质运输的效率与细胞的相对表面积有关，细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低

3.运用模型解释细胞大小与物质运输的关系 细胞模型 边长

表面积 体积 表面积体积(相对表面积) A

2 mm 24 mm 2 8 mm

3 3 B

4 mm 96 mm 2 64 mm 3 32 C 8 mm 384 mm 2 512 mm 3 3

4

假设物质扩散深度为0.5 mm ，则三个细胞模型中，物质扩散的体积占细胞体积的

比例分别为78、3764、169512。

4.细胞不能无限长大的限制因素

[典例1] 填写下表相关内容，得出相关结论

细胞模型

(琼脂块)的

边长/cm

表面积/cm 2 体积/cm 3 表面积与体积之比 NaOH 扩散的深度/cm NaOH 扩散体积与整个细胞体积之比 1

6 1 6 0.5 1 2

24 8 3 0.5 7/8 3 54 27

2 0.5 19/27 NaOH 扩散的体积与细胞的总体积的比值，反映NaOH 进入细胞的效率

实验结论：

①细胞的表面积与体积之比随着细胞体积的增大而减小。

②NaOH 扩散的体积与整个细胞的体积之比随着细胞体积的增大而减小。 ③细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。

[变式训练1] 下列关于动物大象体细胞不能无限长大的主要原因是( )

A.细胞长得太大影响生物体的整体美观

B.细胞体积增大，体积与表面积之比变大，表面积的吸收能力不能满足细胞需要

C.细胞长得太大就不能进行分裂

D.细胞长得太大，相互之间就会挤压，最终细胞会被挤破

解析细胞与周围环境进行物质交换的能力取决于表面积与体积之比，细胞体积越小，其相对表面积(表面积/体积)越大，细胞与周围环境进行物质交换的能力越大。因此，细胞不能无限长大。A、C、D三项不符合题意，B项符合题意。

答案 B

联想质疑

★生物体大小与细胞大小不成正比，生物体的大小主要体现在细胞数量多少上。

★相同时间内，最小体积的琼脂块被全部染色，而较大体积的琼脂块没有被全部染色。说明细胞越大，物质运输效率越低；细胞越小，物质运输效率越高。

细胞体积并非越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必需的基本结构(如各种细胞器)和物质(如酶)所需的空间决定的。

细胞增殖与细胞周期———————————————知识梳理———————————————1.细胞增殖

(1)概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。

(2)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。

(3)意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

2.细胞周期只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。

———————————————素养提升———————————————科学思维——细胞周期及其表示方法

根据细胞周期示意图，回答有关问题：

(1)图甲中可表示一个细胞周期；图乙中表示间期，表示分裂期。图丙中表示一个细胞周期。

(2)细胞周期的间期发生的变化主要有哪些？

______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ (3)是不是只要能进行有丝分裂的细胞都具有细胞周期？

_____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 下列细胞中具有细胞周期的是__________________________________________。

①胚胎干细胞②成熟红细胞③精子、卵细胞④皮肤生发层细胞

(4)据下表分析：

细胞分裂间期分裂期细胞周期

十二指肠细胞13.5 1.8 15.3

肿瘤细胞18.0 0.5 18.5

成纤维细胞19.3 0.7 20.0

若用上述三种细胞观察细胞的有丝分裂，应选择细胞。理由是_____________________________________________________________________。提示(1)A＋B或C＋D a b＋c＋d＋e a＋b＋c＋d＋e

(2)完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞适度生长

(3)不是，只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期①④

(4)十二指肠细胞周期中分裂期所占细胞周期的比例相对较大。

[典例2]科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间(单位：h)数据如图所示。下列叙述正确的是()

A.DE阶段发生遗传物质的平均分配

B.BC阶段结束时DNA含量增加一倍

C.CD阶段完成与DNA复制有关的蛋白质的合成

D.一个细胞周期(可表示为CD＋DE)等于17.3 h